一种用于类岩石试样3D成型的湿料过滤装置的制作方法

一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置
技术领域
1.本发明涉及类岩石试样制备技术领域，尤其涉及一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置。


背景技术：

2.当前，基于湿料挤出沉积成型的3d打印技术逐渐开始在类岩石试样制备技术中流行。然而，在打印湿料制备过程中，水和水泥或石膏结合后极易形成粉粒体，其粒径通常大于打印喷头的孔径。此外，原材料中也常包含有粒径偏大的颗粒，但在制备过程中很难发现。一旦这些粒径大于喷头孔径的颗粒夹杂在打印湿料中，在打印过程中就会导致打印喷头堵塞，湿料不能持续挤出，从而导致打印工作失败。
3.目前，主要借助筛网通过人工施压摩擦的方式对打印湿料进行过滤，费时费力且过滤效率低下。市场上尚没有针对这种湿料的过滤装置，因此有必要依据湿料的特性，发明一种高效的机械式过滤装置。


技术实现要素：

4.根据上述提出的技术问题，而提供一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置。
5.本发明采用的技术手段如下：
6.一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置，包括过滤组件、动力组件、和集料组件，所述集料组件设置于所述过滤组件的下方，所述集料组件用于收集湿态岩石相似材料，所述动力组件安装于所述过滤组件内，所述过滤组件包括过滤箱、过滤腔、驱动轴、滤网、叶轮、门盖，所述过滤腔设于所述过滤箱内部，所述过滤腔顶部设有进料口，所述过滤箱顶部于所述进料口对应处设有进料漏斗，所述叶轮套接于所述驱动轴，所述驱动轴与所述动力组件的输出端连接，所述驱动轴用于驱动所述叶轮旋转，所述过滤腔底部弧形开口两端设有与所述弧形开口形状匹配的滤网，所述滤网用于过滤湿态岩石相似材料，所述门盖铰接于所述过滤箱前端面。
7.进一步地，所述叶轮上圆周均布的活动连接有多个叶片，所述叶片用于搅拌湿态岩石相似材料，所述叶片为直角三棱柱状，所述直角三棱柱尖端朝外，所述尖端用于增大叶片旋转时推力，所述直角三棱柱两端设有斜面段，用于减少过滤过程中的湿态岩石相似材料的溢散。
8.进一步地，所述动力组件包括驱动电机和变频装置，所述驱动电机固定连接于所述过滤箱侧壁，所述变频装置输入端与所述驱动电机输出端连接，所述变频装置输出端与所述驱动轴连接，所述变频装置用于改变驱动轴的转动频率。
9.进一步地，所述弧形开口边缘处设有缺口，所述缺口与所述滤网通过固定螺丝连接，弹簧安装于所述缺口内，所述弹簧用于支撑滤网；所述滤网中部均匀阵列有多个滤孔，所述滤网两端设有安装孔，所述安装孔用于与所述弹簧配合实现支撑固定滤网。
10.进一步地，所述过滤箱顶部设有电源按钮和调节阀，所述电源按钮用于启停驱动
电机，所述调节阀用于调节所述叶轮的旋转速度。
11.进一步地，所述滤网材质为304不锈钢。
12.进一步地，所述过滤腔为内设空腔的中空结构。
13.进一步地，所述滤网内侧距所述过滤腔中心的最短距离略小于所述过滤腔的半径。
14.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
15.1、有效将待过滤湿料中的粉粒体分散或将粒径偏大的颗粒剔除，解决了类岩石试样3d成型过程中打印喷头易堵塞的问题。
16.2、借助叶片涂刮时对湿料的推力以及高速旋转时产生的离心力进行过滤，提高了工作效率。
17.3、可依据待过滤湿料的粒径尺寸，更换不同滤径的滤网，完成多种湿料的过滤，体现了一机多用的功能性。
18.4、过滤系统拆卸简单，方便冲洗，有效降低了操作人员的劳动强度。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明提供的一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置的结构示意图。
21.图2为本发明提供的一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置的过滤腔结构示意图。
22.图3为本发明提供的一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置的叶轮结构示意图。
23.图4为本发明提供的一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置的滤网结构示意图。
24.图中：1、过滤箱；2、集料组件；3、驱动轴；4、过滤腔；41、进料口；42、弹簧；43、缺口；5、滤网；51、滤孔；52、安装孔；6、叶轮；61、叶片；7、门盖；8、进料漏斗；9、电源按钮；10、调节阀。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
28.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
30.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
31.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
32.如图1～3所示，本发明提供了一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置，包括过滤组件、动力组件、和集料组件2，所述集料组件2设置于所述过滤组件的下方，所述集料组件2用于收集湿态岩石相似材料，所述动力组件安装于所述过滤组件内，所述过滤组件包括过滤箱1、过滤腔4、驱动轴3、滤网5、叶轮6、门盖7，所述过滤腔4设于所述过滤箱1内部，所述过滤腔4为内设空腔的中空结构，所述过滤腔4顶部设有进料口41，所述过滤箱1顶部于所述进料口41对应处设有进料漏斗8，所述叶轮6通过螺丝固定连接于所述驱动轴3，过滤腔4中心位置为贯穿的圆孔，通过圆孔内设置的轴承连接过滤腔4内的驱动轴3。所述驱动轴3与所述动力组件的输出端连接，所述驱动轴3用于驱动所述叶轮6旋转，所述过滤腔4底部弧形开口两端设有与所述弧形开口形状匹配的滤网5，所述滤网5为中间略厚两端薄的弧形结构，所述滤网5用于过滤类岩石试样，所述滤网5材质为304不锈钢，滤网5的尺寸可依据待过滤湿态岩石相似材料的粒径进行选择，体现了一机多用的功能性，所述门盖7通过铰接的方
式与过滤箱1前端面连接，门盖7上与过滤腔4相对的位置安装有透明玻璃，用于实时观察过滤腔4内岩石相似材料的过滤进程。
33.所述叶片61分别圆周均布的(顺时针或逆时针)连接在所述叶轮的三个侧面上，所述叶片61的涂刮面与所述滤网5之间具有间隙，且所述间隙大小一致。所述叶片61用于搅拌类岩石试样，所述叶片61为直角三棱柱状，所述直角三棱柱尖端朝外，所述尖端可有效增大叶片61工作时对过滤湿态岩石相似材料的推力，叶片61通过在设置所述叶轮6上的槽口的滑动，实现调整摩擦所述尖端与滤网间的间距至设定值，改变尖端与滤网5之间的间隙，可以为不同粒径的滤网5匹配最优的间距。所述直角三棱柱两端设有斜面段，可有效减少过滤过程中湿态岩石相似材料的溢散，提高过滤效率。
34.所述动力组件包括驱动电机和变频装置，所述驱动电机固定连接于所述过滤箱1侧壁，所述过滤箱1顶部设有电源按钮9和调节阀10，所述电源按钮9用于启停驱动电机，所述调节阀10用于调节所述叶轮6的旋转速度，所述变频装置输入端与所述驱动电机输出端连接，所述变频装置输出端与所述驱动轴3连接，变频装置的工作频率主要依据过滤材料的特性以及过滤进程进行调控，过滤过程中可随时旋转频率调节阀10控制叶轮6的旋转速度。
35.所述过滤腔4底部弧形开口两端边缘处设有缺口43，所述缺口43与所述滤网5通过固定螺丝连接，弹簧42安装于所述缺口43内，所述弹簧42用于支撑滤网5；所述滤网5中部均匀阵列有多个滤孔51，所述滤网5两端设有安装孔52，所述安装孔52用于与所述弹簧42配合实现支撑滤网5。
36.所述滤网5内侧距所述过滤腔4中心的最短距离略小于所述过滤腔4的半径。如此设置是为了实现叶轮6旋转工作时尖端只与滤网5产生刮擦作用，而与过滤腔4内壁不接触。
37.使用时，依据原岩的力学性质配制合适的岩石相似材料，并根据岩石相似材料中组分的粒径尺寸大小，选择与其相匹配的滤网5，然后将其嵌入至所述过滤腔4底部弧形开口两端预留的缺口43中，并确保缺口43口内的弹簧42与安装孔52完全贴合。随后，拧紧缺口43外侧的螺丝，滤网5安装工作完成。
38.将叶轮6固装在过滤腔4内的驱动轴3上，拧紧叶轮6上的螺丝。依据岩石相似材料组分的粒径尺寸信息，确定尖端与滤网5间的间隙值，调节叶片61上设置在叶轮6上的螺丝，使叶片61沿预留的槽口滑动，调整叶片61尖端与滤网5间的间距至设定值，叶轮6与叶片61的安装工作完成。
39.将配置好的岩石相似材料充分拌和，随后将其投入到过滤箱1上方的进料漏斗8中，使其沿着过滤腔4上的进料口41流入至过滤腔4内，关闭门盖7，并将集料组件2安装在所述过滤腔1底部弧形开口。
40.按压电源按钮9，启动驱动电机，通过搅拌驱动轴3带动叶轮6转动，利用叶片61将拌和后的岩石相似材料沿着滤网5表面不断涂刮，借助叶片61涂刮时对岩石相似材料产生的推力以及高速旋转时产生的离心力，将其排出至滤网5外部。过滤过程中，可以通过门盖7上的透明玻璃实时观察过滤腔2内岩石相似材料的过滤进程，依据过滤效果可实时旋转频率调节阀10，调节叶轮6的旋转速度，使过滤效果达到最佳。经滤网5滤过的岩石相似材料经由滤网5下的弧形开口，排出至集料组件3中，岩石相似材料过滤过程完成。
41.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置，其特征在于，包括过滤组件、动力组件、和集料组件，所述集料组件设置于所述过滤组件的下方，所述集料组件用于收集湿态岩石相似材料，所述动力组件安装于所述过滤组件内，所述过滤组件包括过滤箱、过滤腔、驱动轴、滤网、叶轮、门盖，所述过滤腔设于所述过滤箱内部，所述过滤腔顶部设有进料口，所述过滤箱顶部于所述进料口对应处设有进料漏斗，所述叶轮套接于所述驱动轴，所述驱动轴与所述动力组件的输出端连接，所述驱动轴用于驱动所述叶轮旋转，所述过滤腔底部弧形开口两端设有与所述弧形开口形状匹配的滤网，所述滤网用于过滤湿态岩石相似材料，所述门盖铰接于所述过滤箱前端面。2.根据权利要求1所述的一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置，其特征在于，所述叶轮上圆周均布的活动连接有多个叶片，所述叶片用于搅拌湿态岩石相似材料，所述叶片为直角三棱柱状，所述直角三棱柱尖端朝外，所述尖端用于增大叶片旋转时推力，所述直角三棱柱两端设有斜面段，用于减少过滤过程中的湿态岩石相似材料的溢散。3.根据权利要求1所述的一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置，其特征在于，所述动力组件包括驱动电机和变频装置，所述驱动电机固定连接于所述过滤箱侧壁，所述变频装置输入端与所述驱动电机输出端连接，所述变频装置输出端与所述驱动轴连接，所述变频装置用于改变驱动轴的转动频率。4.根据权利要求1所述的一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置，其特征在于，所述过滤腔底部弧形开口两端边缘处设有缺口，所述缺口与所述滤网通过固定螺丝连接，弹簧安装于所述缺口内，所述弹簧用于支撑滤网；所述滤网中部均匀阵列有多个滤孔，所述滤网两端设有安装孔，所述安装孔用于与所述弹簧配合实现支撑固定滤网。5.根据权利要求3所述的一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置，其特征在于，所述过滤箱顶部设有电源按钮和调节阀，所述电源按钮用于启停驱动电机，所述调节阀用于调节所述叶轮的旋转速度。6.根据权利要求1所述的一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置，其特征在于，所述滤网材质为304不锈钢。7.根据权利要求1所述的一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置，其特征在于，所述过滤腔为内设空腔的中空环形结构。8.根据权利要求7所述的一种用于类岩石试样3d成型的湿料过滤装置，其特征在于，所述滤网内侧距所述过滤腔中心的最短距离略小于所述过滤腔的半径。

技术总结
本发明提供一种用于类岩石试样3D成型的湿料过滤装置，包括过滤组件、动力组件、和集料组件，所述集料组件设置于所述过滤组件的下方，所述集料组件用于收集湿态岩石相似材料，所述动力组件安装于所述过滤组件内，所述过滤组件包括过滤箱、过滤腔、驱动轴、滤网、叶轮、门盖，所述过滤腔设于所述过滤箱内部，所述过滤腔顶部设有进料口，所述过滤箱顶部于所述进料口对应处设有进料漏斗，所述叶轮套接于所述驱动轴，所述驱动轴与所述动力组件的输出端连接，所述驱动轴用于驱动所述叶轮旋转，所述过滤腔底部弧形开口两端设有与所述弧形开口形状匹配的滤网，所述滤网用于过滤湿态岩石相似材料，所述门盖铰接于所述过滤箱前端面。所述门盖铰接于所述过滤箱前端面。所述门盖铰接于所述过滤箱前端面。


技术研发人员：梅诗明 冯夏庭 李正伟 答治华 何本国
受保护的技术使用者：中国国家铁路集团有限公司
技术研发日：2023.08.11
技术公布日：2023/10/19